低磷胁迫下不同水稻品种根系生理特性的研究

以4个对低磷反应不同的典型水稻品种为材料,对低磷处理10 d后各品种根系有机酸分泌量、酸性磷酸酯酶活性、根系活力等根系生理特性进行了比较研究。结果表明,低磷胁迫能促使水稻耐低磷品种根系分泌更多的有机酸,其有机酸分泌总量较对照平均增加了1.96倍,而敏感品种与对照之间无显著差异;低磷胁迫下各品种根系活力均有显著提高,2个耐低磷品种升幅相对较大,其根系TTC相对氧化强度平均为5.91,而敏感品种仅为1.83;各品种根系释放的酸性磷酸酯酶活性均明显高于对照,且敏感品种升幅相对较大。处理10 d后耐低磷品种根系生物量略高于对照。处理25 d后各品种根系生物量均显著高于对照,且耐低磷品种增幅更大。耐低磷品种植株生物量与对照无明显差异,而敏感品种则有明显降低。     

铝毒和低磷胁迫对水稻幼苗生长·根系有机酸分泌的影响

[目的]为明确低磷、铝毒单独及复合胁迫下,不同水稻品种生理响应的差异。[方法]采用营养液培养试验,以秀水132(耐铝型)和甬优8号(铝敏感型)为材料,研究了各胁迫下幼苗干物质积累、光合能力和根系有机酸分泌量。[结果]低磷、铝毒胁迫下根系和地上部干重、叶绿素含量、光合速率、气孔导度和蒸腾速率均显著下降。低磷铝毒复合胁迫下幼苗干重及光合参数值均显著低于单一胁迫处理;酒石酸、苹果酸、柠檬酸和乙酸是根系各处理下分泌的主要有机酸。低磷、铝毒胁迫下根系乙酸、苹果酸和柠檬酸分泌量增加,复合胁迫时根系3种有机酸的分泌量高于单一胁迫处理。低磷、铝毒胁迫下水稻幼苗干重、光合能力及根系有机酸分泌存在显著的基因型差异。各胁迫下甬优8号植株干重和光合参数的下降幅度高于秀水132,而秀水132根系有机酸分泌量的增幅大于甬优8号。[结论]低磷铝毒复合胁迫引发水稻幼苗更严重的生理代谢抑制,以甬优8号表现更明显;复合胁迫下根系有机酸分泌量高于单一胁迫,以秀水132增幅更大。     

低磷胁迫对玉米自交系苗期根系分泌有机酸的影响

采用低磷和对照盆栽试验,以磷高效04419和磷低效04065玉米自交系为材料,研究二者在苗期根系分泌有机酸的差异。结果表明,在低磷和对照2种磷水平下,04419和04065根系分泌的有机酸种类随叶期而增加,4～8叶期二者根系分泌的主要有机酸是：草酸、丁二酸、柠檬酸、苹果酸和乙酸;草酸是二者根系分泌的最主要有机酸。低磷胁迫下,04419根系在4叶期草酸和柠檬酸的分泌量、在5～6叶期苹果酸和草酸的分泌量、在7叶期苹果酸的分泌量、在8叶期乙酸和柠檬酸的分泌量较04065明显增多,因而04419根系分泌有机酸总量明显高于04065。可见,低磷条件下,04419和04065根系分泌有机酸总量的能力在一定程度上与其耐低磷能力的大小相关。     

低磷胁迫对玉米自交系苗期根系分泌有机酸的影响

采用低磷和对照盆栽试验,以磷高效04419和磷低效04065玉米自交系为材料,研究二者在苗期根系分泌有机酸的差异.结果表明,在低磷和对照2种磷水平下,04419和04065根系分泌的有机酸种类随叶期而增加,4～8叶期二者根系分泌的主要有机酸是:草酸、丁二酸、柠檬酸、苹果酸和乙酸;草酸是二者根系分泌的最主要有机酸.低磷胁迫下,04419根系在4叶期草酸和柠檬酸的分泌量、在5～6叶期苹果酸和草酸的分泌量、在7叶期苹果酸的分泌量、在8叶期乙酸和柠檬酸的分泌量较04065明显增多,因而04419根系分泌有机酸总量明显高于04065.可见,低磷条件下,04419和04065根系分泌有机酸总量的能力在一定程度上与其耐低磷能力的大小相关.     

镉胁迫对3个水稻品种(系)根系生长及有机酸和氨基酸分泌的影响

以水稻亲本蜀恢498、Ⅱ–32A和杂交稻Ⅱ优498为试材,通过营养液培养试验,研究不同镉胁迫时间(7、14 d)和不同质量浓度(0、0.5、1.0、3.0 mg/L,0为CK)Cd Cl2处理下的水稻根系生长情况以及根系有机酸和氨基酸的分泌特征。结果表明:与对照相比,在镉胁迫7 d和14 d时,各质量浓度的Cd Cl2处理下3个水稻品种(系)的根系干重减轻,根系总数变少,根系表面积和根系体积变小,根系总长变短,且对根系总数、根系总长、根系表面积等的影响达显著水平;当镉胁迫7 d和14 d时,蜀恢498、Ⅱ–32A和Ⅱ优498分泌的有机酸和氨基酸含量均随Cd Cl2质量浓度的增加呈先增加后减少的趋势,都在Cd Cl2质量浓度为0.5 mg/L时达最大,胁迫7 d时,3个品种(系)的有机酸含量分别为3.44、3.31和3.43 mg/g,氨基酸含量分别为41.07、42.03和40.53μg/g,胁迫14 d时,3个品种的有机酸含量分别为3.40、3.38和3.33 mg/g,氨基酸含量分别为34.95、35.95和35.28μg/g,各处理与对照相比,差异均达显著水平;分泌的有机酸组分中以草酸含量较高,其次是苹果酸;分泌的氨基酸组分中甘氨酸含量相对较高,其次是丝氨酸和苏氨酸;品种(系)间比较,在镉胁迫7 d和14 d,Cd Cl2质量浓度为0.5 mg/L时,3个品种(系)根系分泌的有机酸和氨基酸含量差异没有统计学意义,而在中浓度(1.0 mg/L)和高浓度(3.0 mg/L)镉胁迫下Ⅱ优498分泌有机酸和氨基酸含量显著高于其亲本蜀恢498和II–32A。     

不同磷效率甘蓝型油菜对土壤磷和铁锰铜锌的吸收差异

以甘蓝型油菜磷高效基因型102和磷低效基因型105为材料,研究了不同磷处理下根系分泌有机酸的基因型差异及土培条件下对土壤磷和铁锰铜锌等微量元素的吸收利用差异,探讨了养分吸收差异与根系分泌有机酸的联系。研究结果表明:缺磷条件下,2个基因型根系分泌的有机酸总量显著高于高磷处理,且磷高效基因型102根系分泌的有机酸总量显著高于磷低效基因型105。随供磷水平升高,2个基因型对土壤中P、Fe、Mn和Zn的吸收量均显著增加,且植株体内P质量分数与Fe、Mn和Zn质量分数呈显著负相关。在低磷处理P15下,磷高效基因型102比磷低效基因型105能吸收更多的磷和微量元素,表明低磷胁迫下根系分泌的有机酸提高了土壤中磷和微量元素的有效性。     

水稻品种耐低磷胁迫特性研究进展

磷是作物生长发育不可缺少的营养元素之一,然而土壤中可利用磷的含量却很少能满足作物的需要,因而作物磷素营养与磷肥施用长期以来成为国内外广泛研究的课题.在此,简述了世界和我国土壤磷资源供给概况,水稻品种耐低磷胁迫特性研究进展,耐低磷胁迫水稻品种(系)的筛选与鉴定研究进展,低磷胁迫对水稻品种根系的影响研究进展.     

水稻根系性状和有机酸分泌对铊吸收能力的影响

【目的】探究水稻根系形状及有机酸分泌量对不同水稻品种根系对铊吸收的影响。【方法】利用 水培方法,比较了不同水稻品种间铊吸收量高低,测定了根系长度、根系数量,以及有机酸分泌能力,并分析 了铊吸收能力与水稻根系性状和有机酸分泌量的相关性。【结果】18 个水稻品种铊吸收量在 55.29 ~ 112.01 mg/ kg 范围内,吸收能力最高品种的吸收量约是最低品种的 2 倍 , 但根系总长度、根数量与 18 个品种铊吸收量间均 无相关性。进一步选出高、中、低吸收量的 6 个品种测定其根系有机酸分泌量,铊吸收量与根系草酸分泌量相 关系数 r ＝ -0.931（P ＜ 0.01）,呈极显著负相关,表明根系有机酸分泌有效抑制了水稻对铊的吸收。【结论】 水稻根系有机酸分泌量可作为衡量水稻苗期铊吸收能力的指标。     

根系分泌物调控植物适应低磷胁迫的机制

磷是植物生长发育的必需营养元素,土壤中有效磷含量低是限制作物高产的主要因素。由于长期不当施肥,土壤中累积大量磷素,其中大部分磷是植物难以直接吸收的难溶性无机磷和有机磷。植物在长期进化过程中形成了一系列适应低磷胁迫的机制,其中根系分泌物参与土壤磷活化利用的机制一直是研究的热点问题。本文总结了近十年来关于低磷胁迫调控根系分泌物(有机酸和紫色酸性磷酸酶)合成和分泌的研究进展,对根系分泌物在根际微生态中的重要作用提出了展望,旨在阐明通过控制作物根系分泌物来提高作物磷效率的途径,为培育磷高效作物品种和优化磷肥的田间管理提供思路和奠定理论基础。     

不同磷效率水稻基因型根系形态和生理特性的研究

以磷高效水稻基因型连珍11和磷低效水稻基因型嘉948为材料,通过溶液培养试验研究了正常供磷(10 mg P·L-1)和低磷胁迫(0.5 mg P·L-1)条件下的根系形态,根系磷吸收动力学参数和根系分泌酸性磷酸酶特性.结果表明,在两种供磷条件下,连珍11的吸磷量均显著高于嘉948.与嘉948相比,连珍11具有较大的根干重,根长,根表面积和侧根数量.低磷胁迫下连珍11的根系磷吸收动力学参数Imax,Km和Cmin均显著低于嘉948;而在正常供磷条件下两个水稻基因型的Imax和 Km没有显著差异.低磷处理显著增加两个水稻基因型的Imax,却显著降低Km.正常供磷条件下两个基因型根系分泌酸性磷酸酶活性没有显著差异,而在低磷处理条件下连珍11的根系分泌酸性磷酸酶活性显著高于嘉948.研究表明连珍11的磷效率显著高于嘉948的原因是其具有较庞大的根系以及在磷缺乏条件下具有较高的根系分泌酸性磷酸酶活性和较低的Km和Cmin值.     

水培条件下根际氧环境对水稻幼苗磷吸收的影响及其生理机制

【目的】研究根际氧环境对水稻幼苗磷吸收的影响及其生理机制,以期为促进水稻磷素吸收利用的新栽培措施提供理论依据。【方法】以珍汕97B和密阳46为材料,用国际水稻所营养液配方进行水培试验。秧苗移栽一周后用在线溶氧仪(氮气、氧气调节)设定中氧：2.5—3.5 mg·L^-1,高氧：>6.0 mg·L^-1(饱和溶解氧处理,在水稻生长过程中用充气泵连续向水体中充入空气)和常规水培(CK,不进行氧调节)3个氧处理,研究水稻幼苗生长(生物量、根系形态结构)、根系生理(根系活力、磷吸收动力学、磷酸酶活性、根系分泌的有机酸、柠檬酸等)以及磷吸收积累等指标。【结果】(1)中氧处理促进水稻幼苗分蘖的发生和生长,增加其生物量、根冠比以及磷的吸收和积累;高氧处理降低株高,减少地上生物量,对地下部分生物量无明显影响。(2)中氧处理后总根长、根系表面积、总根系体积较对照显著增加,平均根粗显著降低;高氧处理与之相反。中氧和高氧处理均能促进有机酸的分泌(有机酸总量、草酸、酒石酸以及柠檬酸含量均增加)、提高叶片和根系中酸性磷酸酶活性;但与高氧处理相比,中氧处理后根系活力显著...     

水稻耐低磷胁迫研究现状及未来发展方向

缺磷是农业生产中限制水稻产量的一个重要因子。通过对磷在土壤中的存在形式及利用效率、水稻品种耐低磷胁迫特性、耐低磷胁迫水稻品种的筛选和鉴定以及耐低磷性状的分子标记、遗传转化、基因克隆等方面进行了综述,并对今后水稻低磷胁迫的研究方向作出预测,为水稻耐低磷及磷高效水稻品种的选育提供一定的理论依据。     

氮磷钾配比施肥对巨尾桉叶片及根系有机酸质量分数的影响

采用正交L9(34)试验设计,研究不同氮(N)磷(P)钾(K)配比施肥下巨尾桉GL9(Eucalyptus grandis×E.urophylla)叶片、根系中有机酸种类及质量分数和根系有机酸酶活性。结果表明:叶片有机酸质量分数是根系的4.03~6.64倍;与对照(CK)相比,N3P2K1、N2P3K1的叶片有机酸质量分数分别比CK低7.44%和19.70%,其余配比均比CK高;而根系中N1P2K2、N1P3K3、N2P3K1的有机酸质量分数比CK低22.02%~31.07%,有机酸质量分数越低,表明巨尾桉的养分越均衡,肥料的元素配比越合理。叶片中苹果酸、柠檬酸、乙酸占所有酸的85.21%~95.32%,根系中苹果酸及柠檬酸占所有酸的54.99%~85.21%。相关分析表明,叶片与根系的总有机酸质量分数均与苹果酸、柠檬酸显著相关(p0.05),这两种酸作为巨尾桉的优势酸,可能是植物遭受养分胁迫的指示型酸;而有机酸酶PEPC、NAD-IDH酶活性与根系有机酸质量分数显著相关(p0.05),PEPC是促进巨尾桉根系苹果酸、柠檬酸积累的重要酶,NAD-IDH是与有机酸分解相关的酶。N素和P素是影响有机酸的主要因子,高氮低磷的配比加剧植物养分胁迫,产生更多的有机酸。综合分析表明,中氮高磷低钾的配比即N2P3K1遭受的养分胁迫最小,有机酸的质量分数最低,推荐最佳N、P2O5、K2O施肥量分别为15、9、6 g·株-1。     

磷营养对粳稻根部性状的影响

黑龙江省三江平原已垦和未垦低磷土壤面积在300万hm2左右,筛选耐低磷水稻品种是提高这类土壤的水稻生产潜力的重要途径。研究选用生产上已广泛应用的5个水稻品种,采用不同磷水平砂培法,分不同时期调查水稻根部性状。结果表明,在不同磷营养水平下品种间根部性状有显著差异。品种根部性状值相对较大的材料为耐低磷种质,对磷不敏感的材料为筛选耐低磷种质的首选种质。根部性状中,总根长、根数对磷的最敏感期为分蘖盛期,根重对磷的最敏感期为抽穗期,因此,调查根部性状的适宜时期为水稻分蘖盛期和抽穗期前后;在低磷水平下,根数、根重是筛选耐低磷品种的两个重要指标。水稻植株磷含量在同一磷水平内,不同品种虽有差异,其与生物产量无关。植株吸磷量随磷水平的提高而增加的途径之一是通过根表面积的增大而致。筛选耐低磷种质的适宜磷水平为3mg/kg。研究为筛选大量品种初步筛选出耐低磷种质提供依据和可行的方法。     

水稻低磷胁迫研究进展

缺磷是农业生产中限制水稻产量的一个重要因子。通过对磷在土壤中的存在形式,低磷胁迫对水稻根系、光合作用、磷亲和力的影响,以及水稻耐低磷基因型的筛选和耐低磷基因分子定位的进展进行综述,并对今后水稻低磷胁迫的研究趋势作出预测,以期为水稻耐低磷研究及磷高效水稻品种改良提供新的思路和理论依据。     

5个水稻材料对褐飞虱及白叶枯病的抗性评价

[目的]评价5个水稻材料对褐飞虱和白叶枯病的抗性,为培育兼抗褐飞虱和白叶枯病的水稻品种提供材料.[方法]选用9311(不含抗褐飞虱基因)、Mudgo(含Bph1基因)、Rathu Heenati(含Bph3基因)、Swarnalata(含Bph6基因)和Pokkali(含Bph9基因)等5个常规水稻材料,分别采用苗期集团法和磷营养胁迫下人工剪叶接种法进行水稻材料对褐飞虱和白叶枯病的抗性评价.[结果]含抗褐飞虱基因的水稻材料Pokkali、Swarnalata、Rathu Heenati和Mudgo在40 mg/L磷营养胁迫下对白叶枯病表现出中抗水平,而在0.25 mg/L磷营养胁迫下则表现较高的抗性水平,其中,Pokkali在常规褐飞虱抗性鉴定和磷营养胁迫下白叶枯病抗性鉴定中均表现出较高的抗性水平.[结论]低磷营养胁迫可作为增强水稻抗白叶枯病的有效途径之一;水稻材料Pokkali对褐飞虱和白叶枯病均具有较高的抗性,可作为选育兼抗型水稻新品种的亲源.     

磷对水稻镉的亚细胞分布及化学形态的影响

为了探讨磷对水稻耐镉性的影响,采用盆栽实验,以沈农315(耐性)和花粳1417(敏感性)水稻为研究对象,对分蘖末期水稻根系及茎叶中镉的亚细胞分布以及化学形态进行比较分析。结果表明:增施磷肥显著降低了两品种水稻的镉含量,沈农315根系镉含量明显高于花粳1417,茎叶镉含量低于花粳1417;两品种各部位细胞壁镉的分配比例随磷的增加而明显增加,细胞器镉的分配比例逐渐降低。镉的化学结合形态整体上呈现为氯化钠提取态醋酸提取态去离子水提取态乙醇提取态盐酸提取态,其中醋酸提取态所占比例随磷增加而增加,沈农315和花粳1417的增幅分别为19.70%~31.32%、10.05%~16.36%,氯化钠提取态显著降低,降幅分别为23.38%~40.11%、22.55%~39.56%。由此说明,增施磷肥能有效增加水稻对镉的耐受性,且不同品种表现不同。     

ABA对低温胁迫下水稻幼苗抗氧化酶活性的影响

以耐冷型水稻(Oryza sativa L.)品种东农418和冷敏感型水稻品种松粳9号为材料,在三叶期以脱落酸(ABA)及其合成抑制剂钨酸钠进行喷施处理,通过抗氧化酶活性的响应,探讨低温胁迫下ABA对水稻苗期耐冷性的调节作用。结果表明,低温处理使叶片SOD活性降低,POD活性和MDA含量升高;外施ABA减缓了叶片SOD活性的降低,并可减少POD活性和MDA含量升高的幅度,而钨酸钠处理则加剧了SOD活性降低及POD活性和MDA含量的升高,说明ABA提高了水稻幼苗耐冷性。低温胁迫以及ABA对水稻抗氧化酶活性的影响因品种而异,外施ABA对耐冷型品种的调节作用效果更明显。